Tudósok felfedezték, hogy a biológiai elfáradás programozott módon megy végre

A nukleolus a riboszómák összeállításának korai lépéseinek gyárként szolgál. Sok tankönyv „műhelynek” nevezi, mert összehozza azokat az RNS-eket és fehérjéket, amelyekből riboszómák lesznek - írja az Earth.

Ez a rendszer rendezett határokat tart fenn, beengedve a megfelelő molekulákat és kizárva a többieket.

A nukleolusban található a riboszómális DNS (rDNS). Az egy példányban létező génekkel ellentétben az rDNS hosszú, ismétlődő szekvenciák sorozata. Ez a felépítés lehetővé teszi a sejtek számára, hogy gyorsan nagy mennyiségű riboszómális RNS-t termeljenek.

Az ismétlődő szekvenciáknak azonban ára van. Amikor a sejt másolja vagy javítja a DNS-t, a hasonló ismétlődések eltolódhatnak, ami deléciókhoz, duplikációkhoz vagy átrendeződésekhez vezethet.

Ezek a hibák a nukleolusban destabilizálják a genomot, és a genom instabilitása az öregedés ismert jellemzője.

„Az öregedés a legnagyobb kockázati tényező ezeknél a betegségeknél” – mondta Dr. Jessica Tyler, a Weill Cornell Medicine patológia és laboratóriumi orvoslás professzora.

„Ahelyett, hogy minden betegséget külön kezelnénk, jobb megközelítés lenne olyan terápiás szer vagy kiegészítő kifejlesztése, amely megakadályozza a betegségek kialakulását azáltal, hogy megelőzi az azokat okozó molekuláris hibákat.”

A nukleolus lehet a kulcs az öregedés elleni küzdelemhez sejtek szintjén.

Az öregedés lassítása sejtszinten nem mítosz

A kutatók élesztősejtekkel dolgoztak, mivel ezek jól modellezik az öregedést: az „anya” sejt csak meghatározott számú osztódásra képes, majd leáll. Ez az osztódásszám a sejt élettartamának objektív mérőszáma.

Dr. Tyler és kutatótársa, Dr. J. Ignacio Gutierrez azt feltételezték, hogy ha a sejtmagvacska méretét kicsiben tartják, akkor a sejtek tovább képesek osztódni.

„A rendszerünk előnye, hogy a nukleólusz méretét el tudtuk különíteni az öregedésgátló stratégiák többi hatásától” – mondta Gutierrez.

És igazuk lett: a kisebb nukleólusú sejtek jóval tovább „bírták”, vagyis több osztódási ciklust teljesítettek, mielőtt kifáradtak volna. Ez arra utal, hogy a kompakt nukleólusz védi az rDNS-t az átrendeződésektől és hibáktól, és ezáltal késleltetheti a sejtek öregedését.

Miért veszélyes, ha túl nagy lesz?

A meglepő fordulat az volt, hogy a probléma nem szimplán a „minél nagyobb, annál rosszabb” elv mentén jelentkezett. A kutatók egy kritikus küszöbértéket azonosítottak: egy bizonyos méret fölött a nukleólusz elveszti határainak szigorát. Olyan fehérjék is bejutnak az rDNS közelébe, amelyek normál esetben távol maradnának tőle, és ez destabilizálja a genomot.

„Amikor láttuk, hogy nem lineáris méretnövekedésről van szó, tudtuk, hogy valami igazán fontos dolog történik”

– fogalmazott Gutierrez. Miután a nukleólusz elérte ezt a kritikus méretet, a sejtek átlagosan alig öt osztódással később elpusztultak. Ez a jelenség olyan, mintha valóban egy belső „halálozási időzítő” ketyegne a sejtekben.

Új célpont a jövő öregedésgátló terápiáinak

Egy egyszerű magyarázat szerint a kisebb nukleolusok kevesebb riboszómát termelnek, lassítják a növekedést, és véletlenül meghosszabbítják az élettartamot. Az adatok azonban másképp mutatnak.

A hosszabb sejttartam nem járt együtt csökkent fehérjetermeléssel, ami kizárja azt az egyszerű magyarázatot, hogy a sejtek pusztán „csigatempóban működnek”. A valódi különbség az rDNS stabilitásában rejlett.

A következő lépés már folyamatban van: a jelenséget emberi őssejteken vizsgálják tovább. Ha a hipotézis igaz, a sejtmag méretének szabályozása az öregedésgátlás egyik leghatékonyabb új eszköze lehet.